Réalisation d'un objet en résine à partir d'un moule en silicone

Pour créer notre objet en résine , il nous faudrafaut un moule pouvantde représenterla forme de notre objet.objet afin de pouvoir y couler la résine. Nous devrons donc avant toute chose concevoir lece moule en silicone. CePour réaliser ce moule en, siliconeil vanous prendre forme surfaut une version prototypeprototypée de notre objet. CeCette prototypepremière peut être réaliser grâce à une imprimante 3D. 

Pour réaliser un prototypageversion de notre objet sera imprimée en 3D. Comme objet , ilj'ai faudrachoisie de réaliser une fusée.

Modélisation 3D de l'objet et impression

• Modélisation 3D

Pour la modélisation 3D , j'ai utilisée le logiciel open source Blender. Dans un premier temps , j'ai tenté de suivre le début d'un tutoriel sur youtube pour réaliser ma fusée https://www.youtube.com/watch?v=3cctPtVxomE mais j'ai finalement pris quelques libertés pour rendre le projet plus simple et adapté à une première modélisation et impression 3D.  J'ai d'abord lefait modéliserun numériquementcylindre pour l'élément principalement de ma fusée que j'ai extruder plusieurs fois. J'ai ensuite fait un cylindre de plus petite taille également extruder pour lui donner cette forme si particulière. J'ai dupliqué et effectué une rotation afin de pouvoir placer ces quatre "propulseurs". Afin de réduire les contraintes pour l'imprimerimpression 3D de cette fusée , j'ai fait une face plane. Pour la réussite de ce projet , quelques modifiers ont été appliqué tel qu'un booléen pour unir les différentes pièces entre elle et une subdivision de face afin de rendre la surface plus lisse. Ne pas oubliez de joindre ses différentes parties pour que l'objet ne soit pas sous divisé lors de l'impression. La modélisation de votre objet peut avoir de nombreuses conséquences sur votre impression 3D. 

 

J'ai réalisé en 3D.tout Cetrois prototypeimpression sera3D due à des erreurs de modélisation. Pour la première , je n'ai pas joint les différentes parties de ma fusée ce qui a subdivisé ma fusée lors de l'impression. Pour la deuxième version , joindre ne suffit pas à avoir un seul objet , il faut insérer la notion de booléen pour unir les volumes. Pour la troisième version , j'ai introduit le modifier booléen et j'ai augmenté la subdivision de face afin d'avoir le rendu le plus arrondi possible.

• Impression 3D

Pour une rapidité d'impression optimale , j'ai choisi d'utilisé les imprimantes 3D Pursa. Afin d'utiliser les imprimantes 3D dans les meilleures conditions , n'hésitez pas à regarder la documentation Wiki sur les imprimantes 3D mais également à respecter les règles d'usage du fablab. Pour n'importe quelle impression 3D , il faut utiliser commeun patronslicer qui va nous permettre de convertir notre modèle 3D en une série de couches 2D compréhensible par la machine. L'épaisseur des couches ( 0,2 mm)  et la densité de remplissage (15%) de l'objet sont les seuls paramètres que j'ai modifié. Après avoir exporter mon modèle en STL pour fairel'importer dans le moule.PursaSlicer , j'ai pu augmenté l'échelle de mon objet. Le slicer peut rajouter des cadres afin de faciliter l'impression par rapport à l'objet. Dans mon cas , seule une base plane a été utilisé. 

Il faut exporter son fichier à partir du PursaSlicer sur une clé USB pour les imprimantes Pursa. N'oubliez pas de noter dans le cahier les informations relatifs à votre impression ( nom,prénom, filament, poids, n° de l'imprimante) 

L'imprimante va tout d'abord chauffer avant de se repérer via plusieurs points sur le plateau pour lancer finalement l'impression.

Voici le résultat de l'impression après avoir enlever le socle.

Réalisation du moule en silicone 

Qu'est ce que le silicone ? Le silicone est un composé inorganique créé à partir de chaînes d'oxygène et de silicium. Ici , c'estj'ai utilisé le RTVsilicone 3255contact quealimentaire nousRTV3428. allons utiliser. Il s'agit d' un élastomère silicone bicomposant,bi-composant, réticulant à température ambiante par réaction de polycondensation. Il se présente sous l’aspect d’un liquide visqueux qui se transforme en un matériau élastique après addition d’un catalyseur.

La

Ildose existe différents typesest de silicones: silicone alimentaire, le RTV 3255

On aura besoin100g de pâtebase pour 10g de silicone pour obtenir le moule et ensuite de la résine pour faire le mélange (50:50)

• On prend un prototype en plastique ou un patron effectuer au préalable à l'aide d'une imprimante 3D
• A l'aide d'une spatule on prend de la pâte de silicone et on fait une boule homogène, on la malaxe afin d'obtenir une pâte malléable ( la quantité de pâte doit correspondre à la taille de l'objet souhaité  
• On recouvre d'une seule face l'objet à réaliser et on lisse les bords
  
• On vient enlevé le surplus à l'aide d'un sécateur (sans se blesser) --> on fait cela pour ne pas avoir un surplus de résine 
• On retire laisse reposer et on détache l'objet du moule enfin prêt

tuto simple en vidéo: https://youtu.be/es56enkDemE?feature=shared

Etapes:

1. Mélange des deux constituants

• Incorporez le catalyseur à raison de 4 parties en poids pour 100 parties en poids de RTV 3255.
• Bien mélanger le silicone et le catalyseur avant l’emploi. Notez que le RTV 3255 et le catalyseur peuvent être mélangés à la main ou mécaniquement.

2. Dégazage

Le dégazage à la machine permet de dégazer les deux parties et éviter l'introduction d'air. Le RTV 3255 est dégazé sous un vide de 30 à 50 mbar. Sous l'action du vide, le produit s'expanse de 3 à 4 fois son volume initial avec formation de bulles en surface. Celles-ci disparaissent progressivement et le mélange reprend sa hauteur initiale après 10 à 15 minutes.
Pour que le dégazage soit complet, il suffira d'attendre encore quelques minutes avant de "casser" le vide.

4. Préparation des supports – collage

Le RTV 3255 peut être collé sur les métaux, sur le verre, sur les stratifiés ou sur les pièces moulées à base de silicones ou de résines organiques et sur les élastomères silicones vulcanisés.

1. Nettoyer et dégraisser les surfaces métalliques, puis les essuyer avec un chiffon imbibé d'acétone ou les rincer à l'acétone. Les surfaces en élastomère silicone doivent être passées à l'acétone, puis rendues rugueuses en les frottant avec du papier de verre.
2. Toutes les surfaces, sauf celles des élastomères silicones, sont traitées avec un primaire par trempage, par pulvérisation ou au pinceau, puis séchées à l'air pendant au moins 30 minutes à 23°C.
3. Le RTV 3255 catalysé est alors coulé en place et la prise en masse s'effectue dans les temps donnés ci- dessous.
4. Pour toute indication de primaire, merci de nous consulter.

Remarque:

• Pour pouvoir modifier la viscosité de notre silicone, on ajoutera du H47V50 au RTV 3255 avant addition du catalyseur. Pour 10% de H47V50 ajouté dans le RTV 3255 , on baisse sa viscosité d'un quart environ.  Au delà de 10%  la durée d'utilisation augmente mais donne un matériau plus mou.
• La surface de la pièce à mouler doit être propre et de préférence enduit d’une mince couche de vaseline ou de savon noir
• Dans des conditions normale de température, le RTV 3255 catalysé devient manipulable après 24 heures, quelle que soit l'épaisseur de la pièce. Par contre, à température élevée, la dureté et la résistance à la traction augmentent .

Polymérisation de la résine 

Protocole 

Protocole amélioré pour la fabrication d'un moule flexible en résine polyuréthane :

1. Préparation des composants

• Assurez-vous que les composants A et B de la résine polyuréthane sont à température ambiante.
• Mesurez avec précision 30g de composant A et 30g de composant B à l'aide d'une balance à précision (proportion 50:50)
  

2. Mélange des composants 

• Dans un récipient propre et sec, versez le composant A, suivi du composant B, en respectant la proportion de 30g

  Calculs pour 30g.

• Mélangez vigoureusement les deux composants pendant environ 1 à 2 minutes, en veillant à obtenir une homogénéité complète.quantités

3.Afin Observationde calculer la masse de base et de catalyseur qu'il fallait ajouter, j'ai d'abord calculé le volume de mon récipient et celui de mon objet. 

Mon récipient est un rectangle de 3cm de hauteur , de 5cm de largueur et de 10 cm de longueur. Son Volume est donc de 3 x 5 x10 = 150 cm3.  J'ai simplifié le volume de mon objet en l'imaginant dans un rectangle de 1,5cm de hauteur , 1,5 cm de largueur et de 5,5cm de longueur. Son Volume est donc de 1,5 x 1,5 x 5,5 = 13 cm3( environ) 

Le Volume de silicone est donc de 150-13=137 cm3. Nous avons besoin d'une masse pour ceci nous allons utilisé la formule de la réactiondensité exothermique

et

• Pendant le mélange, soyez attentif au dégagement de chaleur résultantcelle de la réactionmasse exothermiquevolumique. entre
  lescomposants.Celaesttémoigne

  Formule normaldensité et	Formule masse volumique	Formule de la masse
  Densité = masse volumique du silicone / masse volumique de l'activationeau	masse volumique silicone = masse silicone / volume silicone	masse silicone = densité silicone x Volume silicone x masse volumique de l'eau

  En prenant comme masse volumique pour le silicone 1,1 g / cm3 , nous obtenons une masse de silicone de 150,39g donc environ 150,5g. Voici la dernière série de calcul qui nous permets de distinguer la masse du processuscatalyseur et celle de durcissement.

la

base. 

4.150/100 Transfert= dans1,36 donc 100x 1,36 = 136 g de base et 10 x1,36 = 13,6 g de catalyseur. 

Avant de commencer , n'oubliez pas de mettre des gants et de mettre du talc sur l'objet afin de faciliter le démoulage. 

Nous avons besoin : de notre récipient pour le moule , de notre objet , du catalyseur , de la base , d'un récipient de mélange ( ici un gobelet en carton ) et d'une spatule pour mélanger ( ici une cuillère en carton). 

Nous

• Uneallons foisd'abord tarer la balance puis peser la base et enfin le catalyseur. Attention à mélanger le plus délicatement possible afin de ne pas créer des bulles qui peuvent altérer la forme de votre objet dans la polymérisation du moule. 

  Lorsque le mélange homogénéiséest prêt , versezil faut verser au 1/4 du récipient , poser ensuite son objet et enfin le recouvrir. 

  

  A cause de la substancedensité très faible de l'objet , la fusée remonte à la surface du silicone ce qui rends difficile la polymérisation du moule. Pour pallier à ce déconvenue , nous avons eu l'idée avec une Fabmanageuse de mettre un objet pouvant maintenir la fusée dans le moulesilicone. préalablementNous préparéavons etutilisé parfaitementun sec.tube
  

Eppendorf

rempli

5.d'eau Durcissementavec initial

un

support
• Laissez la résine polyuréthane se durcir danspour le moulemaintenir pendantplus environou 4moins minutes. 
  

droit.

6. Démoulage du moule flexible

Il

• Aprèsnous unfaudra tempsattendre totalplus d'environde 1216h minutes,pour vous pouvez démoulervoir le moule flexible. Assurez-vous que le durcissement est suffisamment avancé pour obtenir une structure solide mais suffisamment souple pour permettre un démoulage facile.

Remarque:

Le silicone peut-être irritant et nocive , le portrésultat de blouse,ce lunettepremier etmoulage. gant est donc nécessaire